關于纖維素

圖片來源：北京市纖維素及其衍生材料工程技術研究中心

纖維素（cellulose）是由葡萄糖組成的大分子多糖，大量的存在于綠色植物和海洋生物中，是自然界中分布最廣、儲量最大的天然高分子材料，具有生物相容性好、可再生和可生物降解等優勢。通過光合作用，植物每年可合成的纖維素有數億萬噸。

纖維素應用前景

傳統纖維素由于其自身物理化學性質限制了其廣泛使用，而天然高分子材料纖維素經過加工改性具有不同功能特性，能滿足各行業不同需要，纖維素功能材料的功能化利用，已經成為天然高分子材料的發展趨勢和研究熱點。

纖維素衍生物是以纖維素高分子中的羟基與化學試劑發生酯化或醚化反應後的生成物。按照反應生成物的結構特點可以将纖維素衍生物分為纖維素醚和纖維素酯以及纖維素醚酯三大類。

圖片來源：北京市纖維素及其衍生材料工程技術研究中心

1. 纖維素醚

纖維素醚是堿纖維素與醚化劑在一定條件下反應生成的一系列纖維素衍生物的總稱。纖維素醚種類繁多、應用領域寬廣、生産量大、研究價值高的一種纖維素衍生物，其用途涉及工業、農業、日用化工、環境保護、航空航天及國防等諸多領域。

實際商品化應用的纖維素醚類有：甲基纖維素、羧甲基纖維素、乙基纖維素、羟乙基纖維素、氰乙基纖維素、羟丙基纖維素和羟丙基甲基纖維素等。

2. 纖維素酯

纖維素酯被廣泛用于國防、化工、生物、醫藥、建築甚至航空航天領域。

實際商品化應用的纖維素酯類有：纖維素硝酸酯、纖維素乙酸酯、纖維素乙酸丁酸酯和纖維素黃酸酯。

3. 纖維素醚酯

纖維素醚酯為酯醚混合衍生物。

應用領域

1. 醫藥領域

纖維素醚、酯衍生物, 醫藥上廣泛用于增稠、賦形、緩釋、控釋、成膜等目的。

2. 塗料領域

纖維素酯在塗料應用領域具有非常重要的作用。纖維素酯用于粘結劑、改性樹脂或預成膜材料使塗料具備許多優異性能。

3. 膜技術領域

纖維素及衍生物材料擁有産量大、性能穩定、可循環再利用等優勢，通過層層自組裝、相轉化法、靜電紡絲技術等手段可制備分離性能優良的膜材料，在膜技術領域中受到廣泛應用。

4. 建築領域

纖維素醚具有高的熱可逆凝膠強度，因此可作為建築組分中的添加劑，如水泥基瓷磚膠黏劑添加劑。

5. 航空航天領域、新能源汽車與高端電子器件

航空航天、新能源汽車與高端電子器件等可以用纖維素基功能光電材料。

6. 其他領域

纖維素應用存在的問題及解決方案

目前，纖維素還有一些固有的缺點，由于自身聚集态結構的特點，纖維素不能熔融，也很難溶解于常規溶劑，這極大地限制了纖維素材料的開發與利用。例如在普通溶劑中的溶解性差、缺乏熱塑性、高親水性和缺乏抗菌性等特點。

因此，設計、構建新型纖維素衍生材料是纖維素高效利用的基礎，而開發清潔高效的纖維素溶解技術是實現纖維素高效利用的重要途徑與保障。

參考内容：北京市纖維素及其衍生材料工程技術研究中心官網信息

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